Appunti di Elettronica generale - Parte X

Appunti Elettronica Generale:

Libro Circuiti per la Microelettronica

di Sedra Smith

Parte X

i_D = I_S e^vd/VT corr. pol. diretta

=> C_d = dQ/dV_D |_{vG = vD} = T_T (dI_D/dv_D) |_{vD = vD} = T_T (I_D/V_T) = T_r/r_d

r_d = V_T/I_D resistenza dc.

C_d diretta proporzionale con I_D e quindi aumenta esponenzialmente con V_D.

Modelli del diodo a piccolo segnale del diodo.

1) Polarizzazione diretta

2) Polarizzazione inversa

r_d resiste. dire. che descrive il comportamento variando elet. definisce una corrente in relazione V_D a piccolo segnale del diodo ed in piu e' la quantita di corrente che deriva da un effetto di accumulazione di cariche che in polarizzazione diretta e dovuto alla carica dei portatori minoritari che vengono ad accumularsi all'interno delle regioni quasi neutre. Questo contributo e' definito da una quantita di diffusione ed la corrente che circola in C_d dipende da V_D, poiche la quantita di carica che si accumula in queste regioni dipende da V_D. Aumenta nel contesto una componente totale del diodo fornita da due componenti una data r_d e C_d ai elettronici questi componenti sussiste la stessa tensione V_D (non puo' il prelievo).

r_d -> oo non c'e' corrente significativa.

• Il contributo significativo lo da la capacita C_j dato dalle regioni spazio carica nella regione di carica finale.
• Ottenere una capacita controllata da una tensione usata in circuiti oscillatori non essendo piu' presente la resistenza diffusiva.

Diodo parassito?

tpr tensione: la corrente totale e' la somma e la tensione v_d e' la stessa.

MOSFET = METAL OXIDE SEMICONDUCTOR FIELD EFFECT TRANSISTORTRANSISTOR AD EFFETTO DI CAMPO BASATO SU STRUTTURAMETALLO OSSIDO SEMICONDUTTORE.

- L' IDEA PARTE DAL FATTO CHE ALLA BASE C'E UNA STRUTTURA METALLO - OSSIDOSEMI-CONDUTTORE. FACCIAMO UN RAGIONAMENTO SU UNA STRUTTURA + COMPLESSAQUELLA METALLO - OSSIDO - METALLO:

CONCENTRATORE A PIATTO PIANE ED PARALLELESE APPLICHIAMO UNA D.D.P POSITIVA AI SUOICAPI, SI ACCUMULANO CARICHE POSITIVE SULLAARMATURA POSITIVA E CARICHE NEGATIVESULL' ARMATURA NEGATIVA

-> ESSA PORTA ALLA BASE A VARIARE DELLATENSIONE.- LA PENDENZA DI TALE RETTA CORRISPONDEALLA CAPACITA DEL CONDENSATORE, E,

E = E_ox A / t_ox -> AREA PIATTORECOST. DIELETTRICA DELL' OSSIDO DI SILICIO.

IN ELETTRONICA SI SUOLE CAPIRE, L' APPLICAZIONE ULTERIORE CONUNO SEMICONDUTTORE, COSA ACCADE? SE APPLICHIAMO UNA TENSIONESTAZIONARIA ALLA N/M STRUTTURA, SULL' ARMATURA POSITIVA SI DISTRIBUISCEUNA CARICA DI SEMICONDUTTORE SIVIENE AD ACCUMULARE UNA CARICA NEGATIVA

CHE NON RISULTA ESSERE UNA CARICA DIELETTRONI, QUESTO PERCHE SE CONSIDERIAMODI CONSIDERARE UN SEMICONDUTTORE DI TIPOPRODOTTO DI TIPO P (AUMENTARE UNGRAFF. DI TIPO N) LA DISTRIBUZIONE DICARICA POSITIVA SULL' ARMATURA SUPERIORETENDE A REPELLERE, QUALORA SIA APPLICATAUNA TENSIONE MOLTO PICCOLA, LE CARICHE IN PROSSIMITA' DEL DELSILICIO DI TIPO P SI TROVANO IN PROSSIMITA' DEL NODOCHE SI VIENE A CREARE UNA ZONA DI SVUOTAMENTO NEL SEMICONDUTTORE.DA TIPO P SI VORREBBE ALLONTANARE I PORTATORI MINORITARI(LA BASE) LASCIANDO IN QUESTA REGIONE LA SOLA CARICA RETRONE= IONI ACCETTORI - NEUTRALI.

Q_si e' tensione di sogliaV_th V

Alli atomi del tessuto sono presenti nella regione di svuotamento, ad un certo punto l'espulsione, avvenuto, si viene a creare un canale di corrente cosi da essere utilizzato

Un materiale M. La tensione tra le due si ha questo fenomeno prende il nome di tensione di soglia o di accensione.

Quando viene applicata una tensione V al di sopra di una certa soglia, si genera corrente elettrica (cosi) e si aggiunge una carica Q dovuta ai vari elettroni nell'emettitore.

Degli elettroni nel canale tra elettrodi che si intersecano non e la quantita di carica nel circuito che risulta essere una carica residua, ferma, e quindi inutili alla conduzione; in la carica Q viene erogata nel canale di elettroni, poiche essa, sotto si analizza ad un campo elettrico e quindi di una diff di potenziale, genera corrente.

Inoltre, quel canale, essendo sottilissimo, diventa un materiale fortemente conduttivo, cioe la carica Q costituisce sulla legge di un condensatore metallo-condensatore, per

attuare tale effetto ha bisogno di una determinata tensione data dalla differenza tra una generale tensione V e la tensione di soglia V_th. Detta tensione di overdrive, deve risultare essere appunto, la tensione che produce la carica di canale attraverso il circuito. Cioe, il canale tra i due elettrodi ha la sua struttura e il suo materiale; l'idea del MOSFET nasce dal fatto di voler sezionare due elettrodi, uno risolvato ad un altro, ancora meno elettronici.

Se V < V_th non c'e conduzione nel canale, esso non si crea proprio, rimando solo la regione di svuotamento.

Se V > V_th si abuta la conduzione nel canale e si ha passaggio di corrente. E' possibile creare tra i due elettrodi un materiale conduttore, per effetto di inversione del materiale semiconduttore.

• 1) Elettroni digitali: interruzione controllata; se V > V_th acceso il canale; se V < V_th interdict no essie
• 2) Elettroni analogici: resistenza + o - grave continuo

PROFETTI DI TIPO N - NMOS

- STRUTTURA :

GATE = TERMINALE DI CONTROLLO

SOURCE

CESIDO

REGIONE DI TIPO N - DRAIN

BODY O SUBSTRATO SEMICONDUTTORE (SILICIO DI TIPO P)

L'IDEA QUINDI E QUELLA DI CONTROLLARE, PER MEZZO DELLA TENSIONE APPLICATA AL TERMINALE DI CONTROLLO O DI GATE, LE PROPRIETA' DI CONDUCIBILITA' TRA I TERMINALI DI SOURCE E DI DRAIN, CIOE' MEDIANTE L'APPLICAZIONE DI UN CAMPO ELETTRICO. TALE DISPOSITIVO LO POSSIAMO VEDERE COME UN INTERRUTTORE CONTROLLATO, DI FATTO SE APPLICO UNA TENSIONE CHE ANNULLA IL CANALE CIOE' E' COME IN QUESTO CASO CONTROLLARE UN PROCESSO DI APERTURA.

FUNZIONE :

- APPLICANDO UNA TENSIONE POSA CON TERMINALE DI BODY INIZIA POSSIBILE SI INVERTIRA' TRA IOV FORMARSI DELLE CARRICAZIONI (N, P) E UNA SOURCE - BODY E DRAIN - BODY CIOE' DUE DIODI, ANALOGO.

CREARE LA SOLA CONDIZIONE TRA SOURCE E DRAIN, DUE ELETTRODI ALLE DUE GIUNZIONI IN CONDUTTORE, LO' SIGNIFICA CHE ESSE DEVONO ESSERE ELETTRICAMENTE SEPARATI (=>) I DIODI SONO POLARIZZATI INVERSAMENTE. PER OTTENERE LA POLARIZZAZIONE INVERSA BISOGNA APPLICARE UN POTENZIALE NEL RECADRE P + PICCOLO DELLA REGIONE N, E QUINDI IN REVERSA COLLEGARE IL TERMINALE DI BODY, CHE CORRISPONDE ALLA REGIONE P, A MASSA. COSI FACENDO OTTENGO UNA TENSIONE NEGATIVA PORTA IL POT. DI SOURCE E DRAIN IN AREA N. COSI I DUE DIODI RISULTERANNO INVERSAMENTE POLARIZZATI, COSA PERCHE' UN TERMINALE DI BODY DEVE POSSEDERE LA TENSIONE + PICCOLA POSSIBILE.

ORA POICHE' I DUE DIODI RESTANO CONTROBILANCIATI NON VI E' CORRENTE TRA ESSI LO SEZIONE ORIZZONTALE QUANDO AI DOVI DEL GATE VI E' LA STESSA TENSIONE CHE ESISTE AI DOVI DEI BODY NEL MOMENTO IN CUI SI VIENE A CREARE IL CANALE DI ELETTRONI: PUE RISULTA ESSERE DI TIPO N, CI SARA' CONDUZIONE MA E' DI TIPO N; I DUE DUE DIODI RESTANO INVERSAMENTE POLARIZZATI. NE RECEPERE IL TERMINALE DI BODY DEVE POSSEDERE LA TENSIONE + PICCOLA POSSIBILE.